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3D打印技术的医学应用与面临的挑战

2013-08-30 00:02
seele_jin
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  有了打印机后,德利马团队再用制造软骨需要的混合物替换打印机墨盒中的墨水,混合物包括一种名叫PEG-DMA的液体和软骨细胞。

  但在打印过程中,打印所用的混合物却出了问题:细胞会在混合物中沉淀下来,并阻塞打印机的喷头。因此,研究者必须找到一个方法让混合物不沉淀。同时,混合物还必须是液体,这样才能用于打印,但一旦打印出来了,它就必须成为凝固体。通过实验发现,PEG-DMA在紫外线的照射下会成为固体。因此,德利马的解决办法是,让打印区域直接暴露在紫外线下,这样,从打印机喷出的每一滴生物墨水都能被固定。“这样,你就在打印人体组织了。”德利马说。

  现在德利马和他的同事正在研究是否能用其他材料做凝固胶。因为,PEG-DMA虽然是一种生物相容的材料,美国国家食品药品监督管理局也允许使用这种材料,但它在人的身体内不会消失,并可能引发炎症。因此德利马需要找到一些随着时间推移会在人体内降解的材料。德利马需要这种材料能达到人体骨骼的降解率。

  德利马说,除了以上的障碍需要克服外,还有一些障碍有待克服。其中最基本的一个障碍是,如何找到合适的、足够的细胞用于打印。德利马认为,用病人身体其他部位有限的软骨细胞的话,将不会有多大意义。所以,他的实验室正在试验用干细胞和可变成软骨细胞的前体细胞。“干细胞的优势是,它实际上是可以无限供应的。”德利马说。

  同时,实验室也升级改造其打印技术。虽然那台老式的喷墨打印机仍在实验室,但它已经被闲置了一年多了,它已经被惠普公司生产的另一台更加精细的设备所替代。它本质上是一个程式化的打印喷头,可以让研究人员调节墨水滴的大小和其他的特征,以使打印过程更加完善。

  德利马说,最大的障碍也许是监管问题,比如向美国食品药品监督管理局提供充足的证据证明,用生物打印技术打印的软骨是安全的,绝大多数的科学问题已经在实验中被解决了。“我想,要让它用于实际的医疗中,我们还须保持谨慎的乐观。”他说。

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